Файл: Баренбойм, А. Б. Малорасходные фреоновые турбокомпрессоры.pdf

напряжений для электрошва в зависимости от допускаемого на­ пряжения Цр| для основного металла.

Как видно из формулы 215 и табл. 22, 23 величины допускаемых напряжений зависят от характеристики электрода.

Для получения металла сварного шва с более высокими механи­ ческими свойствами были разработаны электроды с толстыми (защитными) обмазками, обеспечивающими защиту расплавлен­ ного металла от воздействия кислорода и азота воздуха и сохране­

ние устойчивости дуги.

Сварные швы, выполненные голыми или тонко обмазанными электродами, обладают, как известно, низкими механическими свой­ ствами.

Электроды, выпускаемые советскими за­ водами, позволяют получить высококаче­ ственные швы, обладающие высокими значениями предела теку­

чести и предела прочности.

В случае переменной нагрузки величина допускаемого напря­ жения, полученная в зависимости от допускаемого напряжения для основного металла, должна быть снижена введением коэффи­

В сварных швах имеют место так называемые усадочные напря­ жения, возникающие вследствие усадки наплавленного материала

108

и являющиеся причиной коробления шва и даже всей конструкций. Для уменьшения этих напряжений следует:

а) избегать пересечения швов и располагать швы параллельно так, чтобы между швами находился основной металл;

б) по возможности уменьшать размеры свариваемых деталей; в) располагать свариваемые детали и швы так, чтобы была

возможность свободного расширения свариваемых деталей; г) при сварке листов разной толщины следует более толстый

лист спускать к более тонкому, как указано на рис. 92.

Для снятия усадочных напряжений часто применяют отжиг или проковку при высокой температуре.

§ 34. РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Стыковые швы

Стыковые швы работают и рассчитываются на разрыв. Условие

но не менее 8 мм.

По формуле (218) определяют необходимую высоту шва или длину /. Если значение h получается больше, чем 1,206, или же если

Рис. 93. К расчету угловых швов

необходимая длина шва I получается более ширины свариваемого листа, то это указывает на то, что стыковой шов для данного случая непригоден и необходимо применить другой тип шва.

Ш9

ного метода расчета, выраженного формулой (222). Данное заме­ чание относится также и к приведенной ниже формуле (224).

При угловом лобовом шве внахлестку (рис. 94) условие проч­ ности для лобовых швов будет

При одновременной работе лобовых и фланговых швов условие прочности будет

В нормальных швах принимается 6 = 8, где 5 —наименьшая тол­ щина свариваемых листов или деталей.

Для косого шва в приведенных расчетных формулах следует вместо поставить значение рабочей длины косого шва Гк.

В случае, если внешняя сила расположена не на одинаковом расстоянии от линии швов, как показано на рис. 95, где уголок 4

Из этих уравнений можно определить необходимые длины швов /; и /' с учетом непровара по длине, а следовательно, и полные длины /, и /2.

Приведенные формулы расчета фланговых швов исходят из предположения, что напряжение распределяется по длине шва

111

неравномерно. Такая неравномерность является следствием того, что деформация каких-либо двух одинаково расположенных эле­ ментов свариваемых листов неодинакова. Причинами разной деформации служат изменения величины усилий по длине листов и разная жесткость соединяемых элементов.

Характер распределения касательных напряжений по длине флангового шва показан на рис. 96.

Вопрос распределения напряжений во фланговом шве чрезвы­ чайно сложный и должен решаться по методике решения плоской задачи теории упругости.

Если считать, что распределение напряжений по ширине листов будет равномерным и пренебречь поперечными деформациями,

Р

Рис. 9Н. Распределение касательных напряжений по длине флангового шва

решение указанной задачи значительно упрощается. Такое прибли­ женное решение показывает, что неравномерность распределения напряжений по длине шва существенно зависит от длины шва и от отношения жесткостей соединяемых элементов. Чем больше длина флангового шва и чем больше разница в жесткостях соединяемых элементов, тем больше неравномерность распределения напряже­ ний по длине шва. Эта неравномерность напряжений является неопасной при статической нагрузке для пластических материалов, за счет выравнивающего действия, которое оказывает на напряже­ ние пластичность (текучесть) материала.

При переменных нагрузках эта неравномерность может оказать влияние на прочность шва. Помимо понижения допускаемых напря­ жений, следует рекомендовать в этом случае применять для соеди­ нения сваркой элементы одинаковой жесткости, а также комбини­ рованный шов — фланговый и лобовой, так как последний значи­

тельно разгружает фланговый.

При одинаковой жесткости соединяемых элементов коэффициент концентрации напряжений во фланговых швах может быть ориен­ тировочно определен по ф о р м у л е ___

где I — длина флангового шва.

112

В поперечном сечении шва также возникает концентрация на­ пряжений. Опыты показывают, что эта концентрация увеличивается в швах с наплывом, как указано на рис. 97 и, наоборот, уменьша­ ется в вогнутых швах. Поэтому применяются улучшенные вогнутые швы (рис. 976), что достигается механической обработкой шва.

Рис. Ü7. Формы швов

Применяется также плавный удлиненный переход от сварного шва к соединяемому листу, как указано на рис. 97 в, что уменьшает концентрацию напряжении и уве­ личивает усталостную прочность шва.

На рис. 98 и 99 показаны обычные способы образования шва впритык. При этом шов (см. рис. 98) образуется с помощью про­ кладки 1, к которой впритык подходят листы, подлежащие соеди­ нению.

Условие прочности напишется

Обычно высота прокладки берется равной 36, а расчетная высота шва /г = 0,7ö.

§ 35. НЕКОТОРЫЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ СЛУЧАИ РАСЧЕТА СВАРНЫХ ШВОВ

1. Расчет швов при действии внешнего момента

Рассмотрим случай приварки листа с помощью флангового

илобового швов (рис. 100).

Вданном случае принимается, что внешний момент должен

быть уравновешен суммой моментов сил сопротивления в горизон­ тальном и вертикальном швах. Тогда уравнение равновесия будет